Processamento de RNA

Prévia do material em texto

PROCESSAMENTO
Os diferentes RNAs sintetizados no processo de transcrição são chamados de pré-RNAs. Muitas vezes, esses transcritos primários não se constituem em uma molécula funcional, ou seja, sua sequência e estrutura não correspondem à forma final do RNA ativo. Esta surge após uma série de modificações pós-transcricionais que chamamos de processamento de RNA. As alterações que ocorrem são do tipo adição, deleção ou modificação de nucleotídeos ou regiões maiores. O processamento ocorre tanto em procariotos como eucariotos.
As alterações que ocorrem nos rRNAs e tRNAs são modificações de bases. mRNAs de sistemas procarióticos geralmente não sofrem processamento, entretanto, mRNAs nucleares são modificados desde o inicio da transcrição até o momento de serem transportados pro citoplasma. Essas modificações incluem principalmente a adição do cap-5’ e da poliadenilação-3’, além da retirada de íntrons.
EXCISÃO DE ÍNTRONS
O processo de retirada de íntrons é conhecido por splicing. Existem quatro tipos diferentes de íntrons, os quais são removidos de diferentes formas. Os íntrons encontram-se amplamente distribuídos nos genes eucarióticos. Entretanto, há vários exemplos de íntrons procarióticos, considerados como uma exceção à regra.
Splicing de íntrons de mRNAs nucleares
O pré-mRNA é chamado de RNA nuclear heterogêneo ou hnRNA, e são moléculas grandes e instáveis que se encontram associadas a várias proteínas, formando ribonucleoproteínas hnRNPs, as quais, por sua vez fazem parte da matriz nuclear. O processamento desses hnRNAs envolve a retirada de íntrons e aumenta a estabilidade do mRNA, convertendo-o em um RNA funcional (nem todos os hnRNAs são convertidos em mRNA).
Característica dos íntrons de mRNAs nucleares
Possuem sequencias conservadas que variam dentre diferentes organismos, porém, há algumas características encontradas em todos eles, sugerindo que evoluíram de um ancestral comum: 
Há uma adenina localizada na extremidade 3’ do íntrons que possui papel importante no splicing, pois ela é o sítio de ramificação da estrutura de laço formada após a retirada do íntron;
Há uma região rica em pirimidinas na extremidade 3’ do íntron, após a adenina do sítio de ramificação, onde se liga um fator protéico que auxilia na formação do spliceossomo;
Os doís primeiros e últimos nucleotídeos da extremidade 5’ e 3’ do íntron são, respectivamente, GU e AG (regra GU-AG). 
A presença dessas sequências é fundamental, pois sem elas ocorrem erros no processo de splicing.
Os íntrons podem ocorrer tanto nas regiões não traduzidas, quanto na região codificadora do mRNA. Quando ocorrem na região coa sua localização é independente dos códons, podendo ocorrer em três diferentes situações: íntrons de fase 0 – aqueles que se localizam entre dois códons; íntrons de fase 1 – aqueles que separam o primeiro do segundo nucleotídeo do códon; íntrons de fase 2 – aqueles que separam o segundo do terceiro nucleotídeo do códon.
Splicing:
O splicing ocorre em duas etapas, após duas reações de transesterificação ( transferência do fosfato de um açúcar a outro; transferência da ligação fosfodiéster) para unir os éxons, liberando o íntron na forma de um laço. A retirada de um íntron da molécula de hnRNA é mediada por spliceossomos, que são constituídos pela associação de pequenas ribonucleoproteínas conhecidas por snRNPs e outras proteínas. As snRNPs são formadas por proteínas associadas a pequenas moléculas de RNA nucleas, os snRNAs, ricas em uracila. O spliceossomo começa a ser montado assim que o íntron é transcrito. Após sofrerem splicing, os mRNAs são reconhecidos por proteínas receptoras que os transportam para o citoplasma. 
Trans-splicing:
O mecanismo de splicing retira íntrons e junta éxons numa mesma molécula de RNA, e é tb conhecido como cis-splicing. Entretanto, existem raros exemplos de trans-splicing, ou seja, a formação de um RNA maduro unindo éxons que provêm de RNAs precursores diferentes.
O trans-splicing ocorre de maneira semelhante ao cis-splicing, mediado por spliceossomo.
Splicing alternativo:
AUTO-SPLICING:
A remoção de íntrons no processo de auto-splicing envolve a quebra de uma ligação fosfodiéster nas junções éxon-íntron e a formação de outra entre as extremidades dos éxons. A diferença entre os dois processos é que, no auto-splicing, a excisão ocorre devido à atividade catalítica do próprio RNA precursor. Há duas formas conhecidas de auto-splicing, dependendo das características dos íntrons.
Íntrons do grupo I: 
Íntrons do grupo II:
O RNA pode “quebrar” se não for protegido; 
a.Processamento dos rRNAs
-Procariotos
Cada óperon contém pelo menos uma cópia dos três diferentes genes de rRNA. A principal enzima que cliva o transcrito primário é a Ribonuclease III (RNaseIII). O sítio alvo para essa enzima é formado por pareamento de bases entre sequencias repetidas e invertidas nos rRNAs. O resultado são ribonucleoproteínas que depois saão processadas por outras RNases.
A RNAse III cliva a subunidade 16s e 23s. A RNase E cliva a 5S. O processamento do tRNA no transcrito é feito pela RNase P.
-Eucariotos
Possuem 4 rRNAs. São transcritos pela RNAP I. Seu transcrito é sintetizado no nucléolo. 
-Modificações
Ao longo da transcrição eles vão sendo processados. Ambos. Em bactérias a modificação é enzimática, enquanto em eucariotos é mediada por snoRNA.
São feitas mod de dois tipos: metilação do grupamento 2’-oh da ribose e conversão de uridina em pseudouridina.
B.Processamento dos tRNAs
-Clivagem
A clivagem é feita pela RNase P. A extremidade 5’ é clivada por ação catalítica do RNA da enzima RNase P. Na extremidade 3’ de procariotos a ação exonucleasica ocorre até a sequencia CCA (sitio aceptor de aa’s), já nos eucariotos os nucleotídeos extras da extremidade 3’ são retirados até o sítio de adição da CCA.
-Modificações
-Splicing
Pode haver íntrons, que serão clivados
C.Processamento dos mRNAs
-Adição de CAP na 5’ no núcleo.
Adição de uma 7-metil-guanosina trifosfato CAP no primeiro nucleotídeo transcrito. O 5’-CAP protege contra a ação de exonucleases que a degradam e promove outros processos do processamento e da tradução.
Não ocorre em mRNAs de mit e cloroplastos.
Catalisada pela RNAPII, é dependente de CTD.
- Cauda poli-A
Clivagem da extremidade 3’ e adição de uma cauda de poli(A). Os mRNAs de procariotos podem ter, mas é menos e com função menos definida.
Sua função tem a ver com o controle da expressão e a degradação do rna.
- Introns e splicing: O precesso de remoção de íntrons é o splicing. 
Introns spliceossomicos:
Íntrons de fase 0: ficam entre dois códons.
Íntrons de fase 1: ficam entre o primeiro e segundo nucleotídeo de um códon.
Íntrons de fase 2: separam o segundo do terceiro nucleotídeo do códon
-Spliceossomo e splicing
Montagem do spliceossomo: snRNA u1 se liga à região 5’. O spliceossomo reconhece as extremidades dos íntrons. A snRNA participa formando o complexo A.
-Trans-splicing
Há o splicing entre duas moléculas de RNA.
-Splicing alternativo
Éxons sendo confundidos com íntrons e vice-versa.
Éxons constituitivo: presentes em todos os mRNAs maduros.
Éxons facultativos: são considerados como íntrons e retirados durante splicing.
-Origem dos íntrons spliceossomicos
Retirada de íntrons por auto-splicing
Ocorre mediada por atividade catalítica do próprio mRNA. “ribozimas”.
Introns do grupo I
Grupo II
Mobilidade dos íntrons
Edição de RNA